鄭 濤

（浙江華東測繪與工程安全技術(shù)有限公司,浙江 杭州 310014）

1 工程概況

新安江水電站攔河大壩為混凝土寬縫重力壩,壩頂高程115 m,最大壩高105 m；壩頂全長466.5 m,大壩自右至左共分26 個壩段,壩軸線呈折線,兩岸折向上游。右岸0#～6#壩段為擋水壩段,河床7#～16#壩段為溢流壩段,左岸17#～25#壩段為擋水壩段,壩段寬度除個別壩段外,一般為20 m,寬縫約占壩段40%。

新安江水電站右岸大壩施工期間,由于種種原因,3#、4#壩段的建基面未開挖出足夠范圍的平臺,導(dǎo)致存在側(cè)向穩(wěn)定問題,一直是大壩安全運行的一個隱患。大壩建成后針對此問題進行了大量的計算分析工作及一些工程處理措施,在一定程度上增強了右岸大壩的側(cè)向穩(wěn)定,但仍未徹底解決問題。對此,計劃將4#～5#和5#～6#壩段間的寬縫進行部分回填處理,增強各壩段之間的連接,以求徹底解決右岸大壩的側(cè)向穩(wěn)定問題。

2 試驗?zāi)康?/h2>

由于普通混凝土存在干縮現(xiàn)象,若采用普通混凝土回填寬縫,則回填混凝土澆筑凝結(jié)后與老壩之間將產(chǎn)生縫隙,回填混凝土與原壩體之間無法有效結(jié)合,起不到預(yù)期的傳力作用。因此本次回填處理試驗的目的主要有以下兩點：

（1）了解常態(tài)混凝土與微膨脹混凝土在水化熱過程中混凝土溫度變化情況,為今后回填處理提供溫控依據(jù)。

（2）了解常態(tài)混凝土與微膨脹混凝土回填后新老混凝土結(jié)合面的粘結(jié)情況,為今后回填處理混凝土的選擇提供依據(jù)。

3 試驗方案

根據(jù)現(xiàn)場情況,在5#～6#寬縫布置2塊3 m×3 m×4.5 m的混凝土試驗塊,分別采用微膨脹混凝土和常態(tài)混凝土（C20、三級配）。在試驗塊的兩邊側(cè)壁上布置了插筋（φ25 mm、L=2.0 m、插入原壩體1.0 m）,每個試驗塊每側(cè)布置4 根。實際澆筑過程中,由于現(xiàn)場條件限制,微膨脹混凝土試驗塊的最終澆筑尺寸調(diào)整為2.6 m×3.5 m×3.5 m。

為檢查回填混凝土與原壩體之間的結(jié)合效果,在試驗塊的兩邊側(cè)壁上布置了測縫計,每塊混凝土右側(cè)布置3 支測縫計,左側(cè)布置2 支測縫計；為監(jiān)測混凝土試驗塊的溫度變化情況,在每個試驗塊的內(nèi)部布置4 支溫度計；為監(jiān)測微膨脹混凝土試驗塊兩側(cè)對原壩段的推力,在微膨脹混凝土試驗塊的兩側(cè)分別布置1 支應(yīng)變計和1 支無應(yīng)力計。

回填試驗觀測儀器布置詳見圖1 和圖2,本次試驗的所選用的觀測儀器技術(shù)指標見表1。

表1 監(jiān)測儀器技術(shù)指標一覽表

圖1 常態(tài)混凝土試驗塊監(jiān)測儀器布置圖

圖2 微膨脹混凝土試驗塊監(jiān)測儀器布置圖

4 監(jiān)測成果分析

4.1 常態(tài)混凝土試驗塊監(jiān)測成果分析

常態(tài)混凝土試驗塊從2013 年11 月25 日開始澆筑,2013年11 月26 日完成相關(guān)監(jiān)測儀器的安裝埋設(shè)工作,持續(xù)觀測至2014 年3 月7 日。繪制常態(tài)混凝土試驗塊與壩體接縫的開合度測值過程線見圖3,常態(tài)混凝土內(nèi)部溫度測值過程線及等值線圖見圖4 和圖5。通過監(jiān)測成果可以看出：

圖3 常態(tài)混凝土試驗塊新老混凝土結(jié)合面開合度測值過程線

圖4 常態(tài)混凝土試驗塊混凝土溫度測值過程線

圖5 常態(tài)混凝土試驗塊不同階段內(nèi)部溫度等值線圖

（1）截止2014 年3 月7 日,常態(tài)混凝土試驗塊與原壩體結(jié)合面的開合度已基本穩(wěn)定,其中測縫計J2 所測得的開合度最大,測值為2.17 mm,位于5#壩段側(cè)的中部。

（2）5#壩段側(cè)新老混凝土結(jié)合面的平均開合度為1.17 mm,6#壩段側(cè)新老混凝土結(jié)合面的平均開合度為0.79 mm,兩側(cè)結(jié)合面均處于微張開狀態(tài)。

（3）常態(tài)混凝土水化熱在混凝土澆筑后的第3 天（72 h）時達到最大,混凝土試塊中心溫度達到54.85℃,之后混凝土的穩(wěn)定逐步降低；在第30 天時水化熱基本完成,此時混凝土試塊中心溫度為15.15℃,略高于環(huán)境溫度。

（4）新老混凝土接縫開合度的變化與混凝土水化熱有著較好的對應(yīng)關(guān)系,即：在混凝土水化熱基本完成時,兩側(cè)接縫開合度也基本無變化。

4.2 微膨脹混凝土試驗塊監(jiān)測成果分析

微膨脹混凝土試驗塊從2013 年12 月4 日開始澆筑,2013 年12 月5 日完成相關(guān)監(jiān)測儀器的安裝埋設(shè)工作,持續(xù)觀測至2014 年3 月7 日。繪制微膨脹混凝土試驗塊與壩體接縫的開合度測值過程線見圖6,常態(tài)混凝土與微膨脹混凝土試驗塊新老混凝土結(jié)合面開合度對比見圖7,微膨脹混凝土內(nèi)部溫度測值過程線及等值線圖見圖8 和圖9,微膨脹混凝土試驗塊兩側(cè)端部混凝土應(yīng)力應(yīng)變測值過程線見圖10。通過監(jiān)測成果可以看出：

圖6 微膨脹混凝土試驗塊新老混凝土結(jié)合面開合度測值過程線

圖7 常態(tài)混凝土與微膨脹混凝土試驗塊新老混凝土結(jié)合面開合度對比

圖8 微膨脹混凝土試驗塊混凝土溫度測值過程線

圖9 微膨脹混凝土試驗塊不同階段內(nèi)部溫度等值線圖

圖10 微膨脹混凝土試驗塊兩側(cè)端部混凝土應(yīng)力應(yīng)變測值過程線

（1）截止2014 年3 月7 日,微膨脹混凝土試驗塊與原壩體結(jié)合面的開合度已基本穩(wěn)定,其中,中測縫計J6 所測得的開合度最大,測值為2.10 mm,該測縫計位于5#壩段側(cè)的左上角；其次為測縫計J8,測值為1.74 mm,該測縫計位于5#壩段側(cè)的右下角。

（2）5#壩段側(cè)接縫目前的平均開合度為1.53 mm,6#壩段側(cè)接縫目前的平均開合度為0.60 mm,兩側(cè)新老混凝土接縫也均處于微張開狀態(tài)。

（3）微膨脹混凝土和常態(tài)混凝土試驗塊新老混凝土結(jié)合面相同部位開合度大小差異明顯,開合度大小分布沒有明顯規(guī)律。

（4）微膨脹混凝土水化熱在混凝土澆筑后的第2 天時（48 小時）達到最大,混凝土試塊中心溫度達到52.95℃,之后混凝土的穩(wěn)定逐步降低；在第25 天時水化熱基本完成,此時混凝土試塊中心溫度為12.90℃,略高于環(huán)境溫度。

（5）新老混凝土接縫開合度的變化與混凝土水化熱有著較好的對應(yīng)關(guān)系,即：在混凝土水化熱基本完成時,接縫開合度也基本無變化。

（6）混凝土試驗塊澆筑初期,5#壩段側(cè)新澆筑混凝土處于受壓狀態(tài),6#壩段側(cè)新澆筑混凝土處于受拉狀態(tài)；隨著混凝土水化熱的逐步降低,5#壩段側(cè)和6#壩段側(cè)的混凝土均處于受拉狀態(tài),且應(yīng)力應(yīng)變值已趨于穩(wěn)定。

5 結(jié)語

（1）微膨脹混凝土和常態(tài)混凝土試驗塊新老混凝土結(jié)合面相同部位開合度大小差異明顯,對于同側(cè)結(jié)合面的開合度大小分布也無明顯規(guī)律,總體上,兩種混凝土試驗塊與原壩體結(jié)合面的開合度大小基本相當。

（2）微膨脹混凝土水化熱在澆筑后的第2天時（48小時）達到最大,而常態(tài)混凝土水化熱是在澆筑后的第3天時（72小時）達到最大；微膨脹混凝土最大水化熱為52.95℃,而常態(tài)混凝土最大水化熱為54.85℃；微膨脹混凝土水化熱從大小以及發(fā)展時間上均低于常態(tài)混凝土。

（3）在混凝土水化熱完成時,微膨脹混凝土試驗塊兩側(cè)端部應(yīng)力應(yīng)變處于受拉狀態(tài),短期內(nèi)未體現(xiàn)微膨脹混凝土的膨脹效應(yīng)。